Главная опасность дальних космических путешествий — это космическая радиация, потоки высокоэнергичных частиц, которые способны повреждать клетки и ДНК, приводя к развитию онкологических заболеваний. Особенно губителен вторичный поток нейтронов, возникающий при взаимодействии космической радиации с поверхностью планет или корпусом космических аппаратов: его биологическое воздействие может быть в 20 раз сильнее, чем у исходного излучения. Металлы лишь частично решают эту проблему, потому что при определенной толщине они сами начинают генерировать нейтроны.
В качестве современной альтернативы корейские ученые предложили использовать нанотрубки из нитрида бора (BNNT) — прочные и легкие волокна, эффективность в вопросе защиты от космической радиации существенно превосходят алюминий — основной материал радиационной защиты на сегодняшний день.
Нитрид борa давно рассматривался специалистами как идеальный кандидат для защиты от космического излучения: он отлично поглощает тепловые нейтроны, практически ничего не весит и чрезвычайно прочен — диаметр одной нанотрубки всего пять нанометров, что в двадцать тысяч раз тоньше человеческого волоса. Главным препятствием было производство: нанотрубки нужно соединить в плотную и эластичную пленку, не теряя их свойств, а это очень непросто.
Команда ученых под руководством доктора Чан Сегю из Корейского института науки и технологий (KIST) и профессора Чхве Сиюна из Передового института KAIST нашла изящное решение этой проблемы. Они использовали поверхностно‑активное вещество, входящее в состав обычного мыла, чтобы стабилизировать нанотрубки в воде и придать раствору свойства жидкого кристалла. В таком виде нити BNNT выстраиваются параллельно, образуя пленку высокой плотности и идеального порядка.
Получившийся материал оказался в три раза плотнее обычных BNNT‑листов и почти в четыре раза лучше защищал от нейтронов, сохраняя при этом гибкость и прочность. Совместное моделирование с NASA подтвердило: при равной массе пленка блокирует излучение примерно на 15 % эффективнее алюминия. Такой щит толщиной всего в несколько миллиметров может обеспечить на лунной базе уровень защиты, сопоставимый с безопасностью экипажа Международной космической станции.
Ученые полагают, что новая технология позволит увеличить продолжительность космических миссий как минимум вдвое и станет основой для строительства баз на Луне и Марсе. Помимо космоса, прочные BNNT‑пленки могут применяться в авиации, обороне и ядерной энергетике. «Мы преодолели технологические ограничения, мешавшие использовать нитрид бора на практике, — говорит Чан Сегю. — Полученный материал, легкий и одновременно очень прочный, обеспечивает надежную защиту там, где другие материалы оказываются бессильны».
Ранее ученые предложили неожиданную стратегию для колонизации других планет.
